大型天然氣發(fā)動機燃燒室的優(yōu)化與改進.pdf

1、21世紀以來,由于地球生態(tài)環(huán)境的不斷惡化,尋找一種潔凈環(huán)保的代用燃料就成為當代內燃機行業(yè)的研究重點。由于天然氣是潔凈環(huán)保燃料,因此,天然氣發(fā)動機受到人們的廣泛關注。相比傳統(tǒng)燃料發(fā)動機,天然氣發(fā)動機的排放性能優(yōu)越,但其燃燒速度較為緩慢,后燃現(xiàn)象較為嚴重,排氣溫度較高。稀薄燃燒技術是降低天然氣發(fā)動機的排氣溫度的有效措施,但稀燃后的缸內燃燒速度更加緩慢,甚至導致失火。
　　本文通過改進天然氣發(fā)動機的燃燒室部件,加快稀薄燃燒時缸內氣體流動

2、速度,加大湍流動能,進而加快燃燒速度,減少燃燒持續(xù)期,以同時達到快速燃燒、降低排氣溫度的目的。
　　基于KIVA程序組,本文建立天然氣發(fā)動機的燃燒室模型。首先通過改變燃燒室的形狀,加快汽缸內氣體流動速度,加大湍流強度,進而改善發(fā)動機的燃燒,降低排氣溫度。由于缸內氣體流動改善幅度較小,提出了基于燃燒室偏心的二次改進方案。最終,綜合氣體流動速度、湍流強度以及流動地均勻性,選定在X方向上偏移0.3cm的收口盆形燃燒室為最優(yōu)方案。

3、　　對改進后的天然氣發(fā)動機進行了臺架性能試驗,采集相關試驗數(shù)據(jù),并與原燃燒室發(fā)動機的試驗數(shù)據(jù)進行對比。對比結果表明:天然氣發(fā)動機采用新燃燒室后,排氣溫度得到有效降低,燃氣經(jīng)濟性得到提高,燃氣消耗量較原燃燒室發(fā)動機最大降低11.4％。
　　在700KW工況點,采用新燃燒室后過量空氣系數(shù)達到1.78,高于原活塞發(fā)動機,使發(fā)動機的稀燃性能得到提升;燃氣消耗量降低了8.5%,有效地減少了燃氣消耗量;最大缸內壓力增大了0.845MPa,最大